楊偉萍 劉愛連 陳麗華 王楠 田士峰 劉義軍 陶奉明 王學(xué)東 王歡熙 李劍穎

膀胱癌是泌尿系統(tǒng)最為常見的惡性腫瘤， 其發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)，其中90%以上病理類型為膀胱尿路上皮癌 （urothelial carcinoma of the bladder，UCB）， 依據(jù)組織成分和分化程度不同分為高級(jí)別UCB（high-grade UCB，HGUCB）和低級(jí)別UCB（lowgrade UCB，LGUCB）[1-3]。腫瘤的臨床分期及病理分級(jí)是為膀胱癌病人制定個(gè)體化治療方案的主要依據(jù)[4]，常規(guī)CT 結(jié)合多種后處理技術(shù)已廣泛應(yīng)用于膀胱癌的檢查及分期[5-6]，但在術(shù)前評(píng)估病理分級(jí)方面卻鮮有報(bào)道[7]。單源雙能CT 能譜成像能提供多參數(shù)，其中，能譜曲線可反映組織在不同能量下的CT值及其變化趨勢(shì)， 不同組織的能譜曲線特征不同。本文旨在探討單源雙能CT 能譜成像曲線特征鑒別不同病理級(jí)別UCB 的價(jià)值，以期為臨床提供簡(jiǎn)便直觀的輔助診斷方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2011 年7 月—2018 年1 月于大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)且術(shù)前行盆腔單源雙能CT 能譜成像檢查的55 例單發(fā)UCB 病人資料， 其中男47 例， 女8 例， 年齡47～97 歲，中位年齡72 歲。依據(jù)病理診斷結(jié)果分為HGUCB 組和LGUCB 組。HGUCB 組：32 例，其中男27 例、女5 例，年齡47～97 歲，平均（72±12）歲；LGUCB：23 例，其中男20 例、女3 例，年齡50～88歲，平均（68±11）歲。2 組病人年齡（t=1.004，P=0.301）、性別（χ2=0.072，P=0.798）差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的原發(fā)性UCB，臨床病理資料詳實(shí)；②單發(fā)結(jié)節(jié)狀病灶，直徑1.0～4.0 cm。排除標(biāo)準(zhǔn)：①UCB 伴鱗癌、腺癌或其他病理類型分化；②病灶多發(fā)或術(shù)后復(fù)發(fā)；③影像偽影明顯， 影響數(shù)據(jù)測(cè)量；④膀胱充盈不良，病灶顯示不清。

1.2 設(shè)備與方法 采用GE Discovery CT 750 HD 單源雙能CT 設(shè)備，使用能譜掃描模式（gemstone spectral imaging，GSI） 掃描。掃描前2 h 囑病人飲清水500～1 000 mL 適度充盈膀胱。掃描參數(shù)：管電壓為80 kV 和140 kV 瞬時(shí)切換（0．5 ms），自動(dòng)管電流，管球轉(zhuǎn)速0.8 s/r，螺距1.375 mm，重建層厚及層間距均為1.25 mm。病人于仰臥位獲取定位像后，先行盆腔平掃（掃描范圍自雙側(cè)髂前上棘連線水平至恥骨聯(lián)合下緣），后行3 期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描。對(duì)比劑采用碘海醇（含碘350 mg/mL），使用雙筒高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射，注射流率4.5 mL/s，注射劑量85 mL，分別在注射對(duì)比劑后30、60、150 s 行動(dòng)脈期、靜脈期、平衡期3 期掃描。

1.3 數(shù)據(jù)測(cè)量 將平掃及動(dòng)、 靜脈期數(shù)據(jù)傳至GE AW 4.6 工作站，由2 位分別有5 年和7 年盆腔影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師（觀察者A、B）在不知病理結(jié)果的前提下，于平掃影像選擇病灶最大層面放置類圓形興趣區(qū)（ROI），生成單能量影像及能譜曲線，并計(jì)算能譜曲線斜率[K=（CT 值140keV-CT 值40keV）/100]，ROI 大小盡量覆蓋病灶全層，避開壞死及鈣化區(qū)域，增強(qiáng)動(dòng)、 靜脈期選擇病灶強(qiáng)化均勻的實(shí)性部分放置類圓形ROI（參照平掃影像），各期ROI 大小、位置、層面盡量保持一致。

1.4 病理分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)2004 年WHO 膀胱尿路上皮癌病理分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[8]，膀胱浸潤(rùn)性高級(jí)別尿路上皮癌和膀胱非浸潤(rùn)性高級(jí)別尿路上皮癌為HGUCB；膀胱低級(jí)別尿路上皮癌和膀胱低級(jí)別乳頭狀尿路上皮癌為L(zhǎng)GUCB。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）評(píng)價(jià)2 名觀察者測(cè)得數(shù)據(jù)結(jié)果的一致性（ICC<0.4 為一致性差，0.40.75 為一致性良好），若一致性良好，以高年資醫(yī)師獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)分別比較平掃及動(dòng)、靜脈期2 組病灶間各參數(shù)的差異，P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用受試者操作特征（ROC）曲線分析差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義參數(shù)的診斷效能，計(jì)算ROC 曲線下面積（AUC）及95%置信區(qū)間（CI），根據(jù)最大約登指數(shù)確定鑒別2 組病灶的敏感度和特異度。

2 結(jié)果

2.1 2 名觀察者測(cè)量2 組各單能量CT 值的一致性 平掃和動(dòng)、靜脈期中2 名觀察者測(cè)量高低級(jí)別病灶的各單能量CT 值的一致性均良好（均ICC>0.75），見表1~3。

2.2 2 組各單能量CT 值及K 值比較 動(dòng)脈期HGUCB組40~100 keV 單能量CT 值均高于LGUCB 組 （均P<0.05）， 平掃及靜脈期2 組病灶40~140 keV 各單能量CT 值以及動(dòng)脈期110~140 keV 單能量CT 值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P>0.05）。動(dòng)脈期HGUCB組的K 值高于LGUCB 組（P<0.05），2 組平掃及靜脈期的K 值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P>0.05）。詳見表4~6 和圖1。

表1 2 名觀察者測(cè)量2 組于平掃中各單能量CT 值及一致性HU

表2 2 名觀察者測(cè)量2 組于動(dòng)脈期中各單能量CT 值及一致性HU

表4 2 組于平掃中各單能量CT 值及K 值比較

表5 2 組于動(dòng)脈期中各單能量CT 值及K 值比較

表6 2 組于靜脈期中各單能量CT 值及K 值比較

2.3 診斷效能評(píng)估 動(dòng)脈期K 值診斷高低級(jí)別UCB 的AUC 為0.754（95%CI：0.625~0.883），敏感度為60.9%，特異度為84.4%，最大約登指數(shù)為0.421；動(dòng)脈期單能量CT 值中，40 keV 診斷高低級(jí)別UCB的效能最大（詳見表7）。動(dòng)脈期診斷高低級(jí)別UCB有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的單能量CT 參數(shù)的ROC 曲線見圖2。

3 討論

UCB 是膀胱癌最常見的病理類型，典型癥狀為無(wú)痛性肉眼血尿，UCB 復(fù)發(fā)和進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn)與其病理分級(jí)密切相關(guān)，HGUCB 的復(fù)發(fā)率和分期進(jìn)展率均高于LGUCB[3]。不同病理分級(jí)的UCB 治療方案也存在差異[9-11]。

圖1 UCB 單源雙能CT 動(dòng)脈期影像及其能譜曲線。A 圖HGUCB 病人，男，80 歲。腫塊位于膀胱后壁；B 圖為能譜曲線（黃色），斜率為-1.892。C 圖LGUCB 病人，女，72 歲。腫塊位于左后壁；D 圖為能譜曲線（黃色），斜率為-0.935。紅色曲線表示病灶同層面肌肉。

表7 不同單能量CT 值在動(dòng)脈期鑒別高低級(jí)別UCB 的診斷效能

圖2 動(dòng)脈期診斷HGUCB 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的單能量參數(shù)及K 值的ROC 曲線

一些研究[5，12-13]表明常規(guī)CT 結(jié)合多種后處理技術(shù)對(duì)膀胱癌的檢出及臨床分期具有一定價(jià)值，CT 平掃結(jié)合薄層動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描診斷膀胱癌術(shù)前分期的準(zhǔn)確度達(dá)80%以上，但鮮有術(shù)前評(píng)估膀胱癌病理分級(jí)方面的報(bào)道。劉等[14]報(bào)道了基于CT 平掃影像的紋理分析預(yù)測(cè)膀胱癌病理級(jí)別的準(zhǔn)確度達(dá)83.02%。盡管影像組學(xué)在探究膀胱癌病理分級(jí)的研究已有了初步成果，但影像組學(xué)特征及篩選受機(jī)器平臺(tái)、掃描參數(shù)等影響，且自動(dòng)分割算法的精確度難以保證，人工分割耗費(fèi)時(shí)力，使其臨床應(yīng)用受限[15]。目前，術(shù)前判斷膀胱癌病理分級(jí)的重要手段仍是膀胱鏡活檢，但易引起尿道損傷和尿路感染， 且診斷結(jié)果受取材部位及取材深淺程度的影響，存在較高的誤判率[16]。常規(guī)CT 評(píng)價(jià)物質(zhì)組成只有一個(gè)密度參數(shù)， 對(duì)于起源相同、 生物學(xué)行為極為相似的同種疾病的不同病理級(jí)別難以鑒別。

能譜成像是利用不同能量的X 線得到一系列相應(yīng)單能量水平的CT 影像，而能譜曲線是CT 值隨X 線能量變化的曲線， 每種物質(zhì)都有其特定的能譜曲線斜率。既往國(guó)內(nèi)外研究[17-18]已經(jīng)證實(shí)了能譜曲線斜率可用于術(shù)前評(píng)估食管癌病理分級(jí)， 尚無(wú)對(duì)尿路上皮癌術(shù)前病理分級(jí)方面的探討。本組研究中，高、低級(jí)別UCB 在增強(qiáng)動(dòng)脈期的能譜曲線特征顯示出明顯差異，主要表現(xiàn)在低能量段（40~80 keV）水平下病灶對(duì)X 線的衰減程度，以及所生成的能譜曲線斜率不同，HGUCB 在動(dòng)脈期該能量段的CT 值及能譜曲線斜率均高于LGUCB（圖1），與文獻(xiàn)[17]相符。這是由于在單能量水平下，動(dòng)脈期低keV 水平下的單能量影像對(duì)碘濃度差異的敏感性較高， 提高了影像的密度分辨力，從而在兩者之間形成較明顯差異[19]；而能量越高，密度分辨力越差，不易形成密度差異，鑒別診斷價(jià)值不大。本研究中，40 keV 單能量水平下CT 值鑒別2 組病灶的診斷效能最高， 分析其原因， 由于不同病理級(jí)別膀胱癌病灶的生物學(xué)行為不同，因此病灶中所含腫瘤細(xì)胞數(shù)量不同，壞死物及出血成分含量也不同， 這些因素導(dǎo)致不同病理級(jí)別腫瘤的密度存在細(xì)微差異， 加之低能量影像上組織間對(duì)比度大[20]，從而導(dǎo)致2 組病灶CT 值差異顯著；而高能量段（110~140 keV）CT 值無(wú)法鑒別2 組病灶，中高能量段（90~100 keV） 的CT 值可以鑒別2 組病灶，但診斷效能不高，曲線下面積均<0.7,進(jìn)一步驗(yàn)證了上述理論。對(duì)于靜脈期能譜參數(shù)在2 種病理級(jí)別膀胱癌之間不存在顯著差異的結(jié)果， 可能與增強(qiáng)早期碘攝取量達(dá)高峰， 而后碘攝取量逐漸下降過(guò)程中，高級(jí)別膀胱癌微血管數(shù)量多，對(duì)比劑排出較快，而低級(jí)別膀胱癌微血管數(shù)量少，對(duì)比劑排出較慢，使2 組病灶的碘攝取量在靜脈期達(dá)到平衡[21]。

本研究中， 通過(guò)2 名觀察者在不知病理結(jié)果的情況下獨(dú)立勾畫ROI， 結(jié)果顯示2 名觀察者測(cè)量2 組病灶各單能量CT 值的一致性良好，表明了該技術(shù)在膀胱尿路上皮癌的病灶檢出以及數(shù)據(jù)測(cè)量方面均有較好的穩(wěn)定性。本研究入組病例病灶直徑為1～4 cm， 而在5 mm 層厚的影像上部分病灶僅可顯示2 個(gè)層面，且病灶邊緣顯示不清。為保證ROI 放置的準(zhǔn)確性， 本研究所有病例均在1.25 mm 層厚的影像放置ROI。薄層影像雖相對(duì)噪聲較大，但同時(shí)影像對(duì)比度提高，有助于病灶檢出。此外，由于平衡期時(shí)對(duì)比劑通過(guò)輸尿管排泄進(jìn)入膀胱， 導(dǎo)致膀胱內(nèi)形成噴射狀高密度影像，使得部分病灶顯示不清，部分容積效應(yīng)加大，故本研究未將平衡期數(shù)據(jù)納入。

本研究尚存在一定局限性：①樣本量相對(duì)較?。虎赗OI 放置未能與術(shù)后病理取材區(qū)完全對(duì)應(yīng)。今后將擴(kuò)大樣本量， 進(jìn)一步探究能譜曲線特征與膀胱癌免疫組化結(jié)果定量分析的相關(guān)性。

本研究首次將單源雙能CT 能譜曲線特征應(yīng)用于不同病理級(jí)別UCB 的鑒別，且得到了較穩(wěn)定的結(jié)果， 為今后能譜曲線特征在其他類型尿路上皮癌的應(yīng)用奠定了一定基礎(chǔ)， 也為常規(guī)增強(qiáng)CT 難以鑒別的不同病理級(jí)別UCB 提供了一種直觀、簡(jiǎn)便的術(shù)前分級(jí)方法，具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。